JPH0470807B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、発光素子からパルス変調された光を
投光し、物体の有無を検知する、例えば光電スイ
ツチやホトインタラプタ等の光変調形検出装置に
関するものである。 ＜発明の概要＞ 本発明は、シフトレジスタのセツト、リセツト
機能を利用し、シフトレジスタのシリアル出力を
直接信号出力とするものであり、外乱光ノイズに
よる誤動作を防止し、またIC化が容易に行なえ
るものである。 ＜従来の技術＞ 従来の光変調形検出装置は、受光素子が受光し
たパルス光を、発光素子パルス駆動するパルス駆
動信号に同期したサンプリングパルスによりサン
プリングし、これを積分回路により積分し、この
積分出力をシユミツト回路により一定レベルでス
イツチングさせて出力とするものが一般的であ
る。 この光変調形検出装置の一例を第４図に示す。
光変調形検出装置は、発振回路１６、発光素子駆
動回路１７、発光素子１８、受光素子１９、AC
アンプ２０、判定回路２１、同期検出回路２２、
積分回路２３、判定回路２４、および出力回路２
５で構成されている。 本装置の動作タイミングチヤートを第５図に示
す。発光素子１８は、発振回路１６から発光素子
駆動回路１７を通してその発光信号ｒによりパル
ス駆動され、パルス変調されたパルス光が発光素
子１８から投射される。このパルス変調されたパ
ルス光は、発光素子１８と受光素子１９との間を
通過する物体Ｓに反射又は透過して受光素子１９
に入射する。 したがつて、受光素子１９に入射するパルス光
は物体Ｓの通過によつてオン／オフされることに
なる。この時、受光素子１９には、発光素子１８
からのパルス光の外、第４図、第５図に示すよう
な外乱光ｔが入る場合がある。その結果、ACア
ンプ２０で増幅された受光信号ｕは第５図の動作
タイミングチヤートに示す波形となる。この信号
ｕは判定回路２１で波形整形（判定出力ｖ）され
次に同期検出回路２２を通して同期検出回路出力
ｗに変換される。そして、同期検出回路２２の出
力は積分回路２３に入力され、積分出力ｘが判定
回路２４により再び波形整形され、出力信号ｙと
なる。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記構成の光変調形検出装置で
は、前記外乱光ノイズによる誤動作を防止するた
め、長い時定数の積分回路２３が必要になり、回
路の応答が遅くなるという問題があつた。又、こ
の積分回路２３はコンデンサの充放電を利用して
おり、素子バラツキによる動作時間のバラツキが
大きく、さらには小型化、IC化において支障も
あつた。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的はコンデンサ等のリアクタンス素子を用
いずに遅延検出信号を得ることができ、外乱光ノ
イズに強く、小型化、IC化に適した光変調形検
出装置を提供することにある。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、発光素子から投射されたパルス光を
受光した受光素子が出力する受光信号の信号処理
回路を、シリアル出力の反転信号がシリアル入力
に帰還されており、所定周期のクロツクパルスに
よりデータがシフトするように構成されたシフト
レジスタと、前記シリアル出力に応じたシフトレ
ジスタのセツト、リセツト制御（シリアル出力が
ハイレベルのとき例えば受光信号があることを条
件にシフトレジスタをセツトし、シリアル出力が
ロウレベルのとき逆に受光信号がないことを条件
にシフトレジスタをリセツトする）を行なう状態
検出回路とから構成し、前記シフトレジスタ出力
を信号出力とするようにしたものである。 ＜作用＞ 上記構成の信号処理回路を用いることにより、
コンデンサ等のリアクタンス素子を用いずに、外
乱光ノイズによる誤動作に強い検出装置が得られ
る。 要するに、本発明の信号処理回路は、シフトレ
ジスタのシフト、セツト、リセツト機能を巧みに
利用し、シフトレジスタ自身にカウント機能のみ
ならず状態保持機能も持たせて、外乱光ノイズに
よる悪影響を除去し、かつシフトレジスタのシリ
アル出力から直接光路に介在する物体の有無に係
る検出信号が得られものでり、回路構成を簡単に
できる利点がある。 ＜実施例＞ 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に
基づいて説明する。 先ず、第２図に従つて全体の概略的構成につい
て述べる。 本発明に係る光変調形検出装置は、発振回路１
６発光素子駆動回路１７、発光素子１８、受光素
子１９、ACアンプ２０、判定回路２１、信号処
理回路１１および出力回路２５で構成されてい
る。 信号処理回路１１は第１図に示すように、検出
ポイントＡ，Ｂにおけるデータ（受光信号を増
幅、波形整形した判定回路２１の出力ｉ）を取込
み・保持するための２つのタイミングゲート付Ｒ
−Ｓフリツプフロツプ（以後Ｒ−Ｓ Ｆ／Ｆと記
す）１，２と、シリアル出力の反転信号がシリ
アル入力Ｄに帰還され、所定周期のクロツクパル
スｎによりデータがシフトするように構成された
シフトレジスタ３と、該シフトレジスタ３のシリ
アル出力Ｑ，とクロツクパルスｎ、及び検出ポ
イントＢでのデータを保持するＲ−SF／F1の出
力Ｑ，に応じてシフトレジスタ３のセツト・リ
セツトを制御するアンドゲート４，５、さらに検
出ポイントＡでのデータを保持するＲ−SF／Ｆ
２の出力とクロツクパルスｈを入力して、前記シ
フトレジスタ３のクロツクパルスｎの入力を制御
するアンドゲート６からなる状態検出回路７とか
らなる。 この構成において、シフトレジスタ３の各段シ
リアル出力Qnは、Ｒ−Ｓ Ｆ／Ｆ１，２の出力
に応じて、クロツクパルスｈにより、下記の第１
表に示すように変化する。以下、第３図のタイミ
ングチヤートとともに動作を説明する。

【表】 る。
すなわち、検出ポイントＡ（非発光タイミング）
において判定出力ｉ（受光信号）が“ロウレベル”
の時、すなわち外乱光ノイズがない場合、Ｆ／Ｆ
２はリセツト状態にあり、出力は常に“ハイレ
ベル”にある。従つて、クロツクパルスｈは
ANDゲート６を通してシフトレジスタ３及び
ANDゲート４，５に入力されている。 一方、検出ポイントＢ（発光タイミング）にお
いて判定出力ｉ（受光信号）が（ハイレベル”の
時Ｆ／Ｆ１はセツトされ、アンドゲート４には “ハイレベル”が、アンドゲート５には、“ロウ
レベル”が入力される。この時、シフトレジスタ
３の出力Ｑが“ハイレベル”であると、アンドゲ
ート４の出力は“ハイレベル”となり、シフトレ
ジスタ３にセツト信号が入力され、シフトレジス
タ３の全ビツトが“ハイレベル”にセツトされ
る。しかし、検出ポイントＢにおいて判定出力ｉ
（受光信号）が、“ロウレベル”の時Ｆ／Ｆ１はリ
セツト状態となり、アンドゲート４１には、“ロ
ウレベル”が、アンドゲート５には“ハイレベ
ル”が入力される。この時、シフトレジスタ３の
出力Ｑが“ハイレベル”のままであると、アンド
ゲート４，５（アンドゲート５に反転出力Ｑが入
力）の出力は共に“ロウレベル”であり、クロツ
クパルスｎに応じてデータが１ビツトシフトされ
ることとなる。シフトレジスタ３の段数分、判定
出力ｉ（受光信号）が“ロウレベル”の状態が続
いて初めて、シフトレジスタ３の出力Ｑは“ロウ
レベル”に反転する。 シフトレジスタ３の出力Ｑが“ロウレベル”で
ある場合は、検出ポイントＢにおいて判定出力ｉ
（受光信号）が“ロウレベル”である時、クロツ
クパルスｎに応じてアンドゲート５の出力が“ハ
イレベル”となるので、シフトレジスタ３のリセ
ツト信号が入力され、シフトレジスタ３の全ビツ
トが“ロウレベル”にリセツトされる。しかし、
この場合において、検出ポイントＢの判定出力ｉ
（受光信号）が“ハイレベル”である時、アンド
ゲート４，５の出力は共に“ロウレベル”となり
クロツクパルスｎに応じてデータが１ビツトシフ
トする。後者の状態がシフトレジスタ３の段数分
続けば、その出力Ｑは“ロウレベル”から“ハイ
レベル”に反転する。 なお、上述したシフトレジスタ３の動作におい
て、下記のように、Ｆ／Ｆ２及びアンドゲート６
により、外乱光ノイズがあるときはシフトレジス
タ３の状態をそのまま保持できる。 検出ポイントＡ（非発光タイミング）は外乱光
ノイズ検出のために準備されたもので、検出ポイ
ントＡにおいて判定出力ｉ（受光信号）が“ハイ
レベル”の時、Ｆ／Ｆ２はセツトされ、その出
力を“ロウレベル”としてアンドゲート６を
OFFし、シフトレジスタ３及びアンドゲート４，
５へのクロツクパルスｈの入力をストツプする。
従つて、この時は検出ポイントＢでの受光信号及
びシフトレジスタ３出力Ｑのいかんにかかわらず
シフトレジスタ３出力Ｑはそのまま保持するよう
にしている。 第２図の判定回路２５へはシフトレジスタ３の
最終段の出力Ｑがそのまま入力される。 なお、本装置が透過型であり、発光素子１８と
受光素子１９との間に物体Ｓが介在する場合には
第３図に示す期間だけ上記パルス光が遮断される
ことになる。又、本装置が反射型の場合、発光素
子１８と受光素子１９との間に物体Ｓが介在する
場合のみ、パルス光が受光素子１９に入射し、物
体Ｓが介在しない場合は受光素子４に入射しない
ので、透過型の場合と出力の極性が逆になるだけ
であり、透過型の場合と全く同様に使用可能であ
る。 すなわち、本装置によれば透過型、反射型の別
なく、外乱光の影響を受けない検知信号が得られ
る。 ＜発明の効果＞ 以上のように本発明によれば、信号処理回路と
して、シフトレジスタのシフト、セツト、リセツ
ト機能を巧みに利用し、シフトレジスタ自身にカ
ウント機能のみならず状態保持機能も持たせたも
のであつて、外乱光ノイズによる悪影響を除去し
て、かつシフトレジスタのシリアル出力から直接
光路に介在する物体の有無に係る検出信号が得ら
れ、回路構成を簡単にできる利点があり、コンデ
ンサ等のリアクタンス素子を用いることなく、外
乱光による影響を除去することができる。従つ
て、上記リアクタンス素子等のバラツキによる応
答速度等の動作のバラツキを低減することがで
き、かつ応答速度を速めることができる。さらに
上記リアクタンス素子が不要となるため、IC化
等の小型化に適したものである等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部詳細ブロ
ツク図、第２図は同全体の概略的構成を示すブロ
ツク図、第３図は第１図の各部信号波形例を示す
タイミングチヤート、第４図は従来例を示すブロ
ツク図、第５図は第４図の各部信号波形例を示す
タイミングチヤートである。 １：タイミングゲート付Ｒ−Ｓフリツプフロツ
プ、３：シフトレジスタ、７：状態検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルス信号に同期して発光素子から投射され
   るパルス光を受光素子に入射し、この受光素子か
   ら得た受光信号により発光素子と受光素子との光
   路中に介在する物体を検出する光変調形検出装置
   において、 前記受光信号の有無を、前記発光素子の発光タ
   イミング及び非発光タイミングにおいてそれぞれ
   検出する第１及び第２フリツプフロツプと、 シリアル出力の反転信号がシリアル入力に帰還
   され、所定周期のクロツクパルスによりデータが
   シフトするように構成されたシフトレジスタと、 前記非発光タイミング時の受光信号の有無を検
   出する第２フリツプフロツプの検出出力に従い、
   非発光タイミング時で受光信号を検出していると
   きは前記クロツクパルスの通過を禁止制御するゲ
   ート、及び前記発光タイミング時の受光信号の有
   無を検出する第１フリツプフロツプの各Ｑ，検
   出出力と、前記シフトレジスタの反転信号及び非
   反転信号と、前記通過制御されたクロツクパルス
   とをそれぞれ入力して、前記シフトレジスタのセ
   ツト、リセツトを制御するゲートからなる状態検
   出回路と、 からなり、前記シフトレジスタのシリアル出力を
   直接、前記発光素子及び受光素子間の介在する物
   体の検出信号とする信号処理回路を備えてなるこ
   とを特徴とする光変調形検出装置。